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2013年11月 4日 (月)

半導体ダイオードの3倍感度のスピンダイオードを開発!

2013年10月21日
産業技術総合研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 大阪大学 基礎工学研究科の三輪真嗣
助教、石橋翔太(当時:博士前期課程2年)、
鈴木義茂 教授、冨田博之 博士研究員、
田村英一 特任教授、
安東健(当時:博士前期課程2年)、
水落憲和 准教授らは産業技術総合研究所
ナノスピントロニクス研究センターの
野崎隆行 主任研究員、猿谷武史
(現:キヤノンアネルバ)、
久保田均 研究チーム長、
薬師寺啓 主任研究員、谷口知大 研究員、
今村裕志 研究チーム長、
福島章雄 副研究センター長、
湯浅新治 研究センター長らとともに、
半導体ダイオードの性能を上回る、
ナノメートルサイズの磁石を用いた
スピントルクダイオードの開発に成功
しました。
 
 スピントルクダイオードはその高感度
・小型・高速チューニング・低抵抗
・周波数選択性などの特性のため、
通信機器・ICタグや車載レーダーなどに
代表される高周波エレクトロニクス素子
への応用が期待できます。
 
 このように、既にハード磁気ディスクや
磁気ランダムアクセスメモリー(MRAM)に
応用されているスピントロニクス素子の、
高周波エレクトロニクス分野への応用を
加速させるものと期待されます。
 
 携帯電話などで広く用いられる
マイクロ波の検出方法として、現在は
半導体ダイオードが使われています。
 
 しかし、半導体ダイオードは性能指数
である感度が既に理論限界に迫っている
ため、これ以上の性能改善は難しいと
されています。
 
 スピントルクダイオードは半導体とは
全く異なる原理により動作するダイオード
であり、2005年に本研究グループが提案
したものです。
 
 しかし提案当時の性能指数は半導体を
下回っていました。
 
 今回、本研究グループは非線形効果
という新たな仕組みにより
スピントルクダイオードの性能を大幅に
向上させ、室温で半導体ダイオードの
約3倍の感度を実証しました。
 
 さらにこの新型ダイオードでは、素子の
小型化によりもうひとつの性能指数である
信号雑音比をさらに向上できることを
見いだしました。
 
 本研究は日本学術振興会の科学研究費
助成事業 基盤研究(S)(No. 23226001)の
助成により行われました。
 
 本成果は、2013年10月20日18:00
(英国時間)発行の英国科学雑誌
「Nature Materials」のオンライン速報版
で公開されます。
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 今回開発されたスピントルクダイオード
良さそうですね。
 
 まだまだスピントロニクス技術は発展
途上ですが、
 スピントルクダイオードは実際に動作
するデバイスとして期待できそうです。

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